山东省凹唇壁蜂为樱桃授粉坐果增产及经济价值评估

刘丽 李丽莉 欧阳芳 李超 于毅 曲诚怀 曲在亮 叶保华 门兴元

摘要：通过设置凹唇壁蜂授粉区和隔离授粉区，统计樱桃的花朵数、花序数、坐果数，并计算花朵坐果率和花序坐果率;采用蜜蜂依存度市场估价法，计算山东省凹唇壁蜂的授粉服務价值。结果表明，凹唇壁蜂授粉区的花朵坐果率、花序坐果率比隔离授粉区分别增加了6.87、3.06倍;凹唇壁蜂对樱桃的授粉功能量超过30万吨，授粉经济服务价值超过180亿元。综之，凹唇壁蜂授粉有利于提高樱桃产量，具有重要的经济价值，生产上应注重对凹唇壁蜂的进一步推广应用。

关键词：凹唇壁蜂;樱桃;授粉;增产;经济价值

中图分类号：S476.3文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）05-0125-04

樱桃（Cerasuspseudocerasus）属蔷薇科（Rosaceae）李属（PrunusL.）樱亚属（CerasusPers.）落叶乔木植物，其果实果型较大，味美形娇，营养丰富，深受广大消费者的喜爱。樱桃为异花授粉植物，雌雄同体，绝大多数樱桃自花结实率低或完全自花不实，高度依赖虫媒进行异花授粉[1，2]。现代甜樱桃产业的规模化生产、集中区域种植造成了一定区域内授粉昆虫数量相对不足，不能满足作物自然授粉的需要，在一定程度上影响了果品产量和品质[3]。此外，樱桃往往早春开花，环境温度低，阻碍了昆虫的授粉行为和花粉管发育[4]。故授粉一直是制约樱桃产量的一个重要因素[5]。

凹唇壁蜂（OsmiaexcavataAlfken）是蜜蜂总科（Apoidea）切叶蜂科（Megachilidae）壁蜂属（Osmia）的一种独栖蜂，每年发生1代，巢外活动的时间主要集中在春季和初夏[6]。雌蜂出茧、完成交配后，开始进行收集花粉花蜜、构建土室等行为，雌蜂平均活跃20～25天[7]。与蜜蜂相比，凹唇壁蜂具有耐低温、采集速度快、授粉效率高、管理简便、应用成本低的优势，近年来被广泛应用于为水果、蔬菜等作物传粉[8]。但由于集约化农业、杀虫剂的使用等，独居蜂种群数量下降[9]。

关于蜜蜂授粉效果的研究较多，而关于凹唇壁蜂授粉对樱桃坐果率的作用效果及经济价值评估的研究报道较少。明确凹唇壁蜂对樱桃的授粉增产效果，评估凹唇壁蜂对樱桃的受依赖程度、功能量及经济服务价值，有利于增强人们对凹唇壁蜂经济价值的认识，为在樱桃园应用凹唇壁蜂授粉技术提供数据支持，从而进一步促进其在樱桃上的推广应用。因此本研究通过田间试验测定了凹唇壁蜂对樱桃的增产效果，并借鉴国外成熟的昆虫授粉价值评估方法评价了凹唇壁蜂为樱桃授粉的经济重要性，以期更好地发挥凹唇壁蜂的传粉增产功能。

1材料与方法

1.1研究区域概况

本试验于2018年4月至5月在山东省烟台市牟平区樱桃园中进行，采取常规水、肥与病虫害防治方法进行管理。种植樱桃品种为美早樱桃。

1.2供试虫源

凹唇壁蜂来自山东省烟台市栖霞苹果园，该蜂为具有优良授粉性能的本土壁蜂蜂种。

1.3研究方法

1.3.1凹唇壁蜂授粉增产效果试验设置凹唇壁蜂授粉和隔离授粉两个处理，在每个处理区组中选取5棵长势相似的樱桃树作为重复树，在每棵树的东、西、南、北、中5个方位选取并标记5个枝条，要求标记的枝条长势基本一致。隔离授粉处理用60目白色防虫网罩住樱桃树枝条，清除网罩内的昆虫并封闭好虫网，阻止其他授粉昆虫进入网罩内;凹唇壁蜂授粉处理按照果园内的常规要求释放凹唇壁蜂。在樱桃花开时调查开花数、花序数，在樱桃长成后调查并计算坐果花序数及坐果率、坐果花朵数及坐果率。

花序坐果率（%）=坐果花序数花序总量×100;

花朵坐果率（%）=坐果花朵数花朵总量×100;

S=P-P0P0×100%。

其中，S为凹唇壁蜂授粉提高的百分率，P为凹唇壁蜂授粉处理的坐果率，P0为隔离授粉处理的坐果率。

1.3.2凹唇壁蜂对樱桃的授粉功能量评价昆虫授粉功能量与服务价值是维持昆虫生物多样性、保护昆虫授粉者和维护昆虫授粉过程的重要基础。通过评价授粉昆虫对作物的授粉功能量，既可以了解授粉昆虫对作物产量的生物学和生态学效应，也可以反映出作物对授粉昆虫授粉的需求量情况。授粉功能量越大，往往在生产中对授粉昆虫的需要越大。目前，我国蜜蜂授粉价值的定量化研究尚处于起步阶段，故借鉴Morse和Calderone方法估算蜜蜂授粉的农业价值[10]，并结合山东省果树的实际情况，基于2016年山东省樱桃生产统计数据计算山东省樱桃生产上凹唇壁蜂传粉的功能量、服务价值。

授粉依赖程度：

其中，Di为农作物i对昆虫授粉的依赖程度，或授粉昆虫对作物的增产效果;Yieldi，open为在开放的或者昆虫自由授粉区域中农作物i的产量;Yieldi，closed为在控制的或者避免昆虫授粉区域中农作物i的产量。

驯养昆虫授粉功能量估算方法：

其中，PFdp为驯养昆虫对各类虫媒传粉作物实物产量的贡献之和，Yi为第i种作物的实物产量，Di为第i种作物对昆虫授粉的依赖程度，Pi为驯养授粉昆虫在第i种作物有效昆虫传粉者中的比例估计值。

1.3.3凹唇壁蜂对樱桃的授粉服务价值评估通过评估凹唇壁蜂对樱桃的授粉服务价值，可以掌握其在樱桃授粉上产生的经济效益，从经济角度上权衡是否值得相应的投入维持或增强授粉从而满足樱桃的授粉需求。

驯养授粉昆虫授粉的服务价值估算方法：

其中，PSdp为驯养昆虫对各类虫媒作物产量授粉服务价值的贡献之和，PRi为第i种作物的价格。

1.4数据处理

采用SPSS20.0软件对数据进行统计分析，使用MicrosoftExcel2007绘制图表。

2结果与分析

2.1凹唇壁蜂对樱桃授粉的增产效果

于2018年4月12日（即樱桃开花时间）统计樱桃花朵、花序数量，2018年5月12日调查樱桃坐果情况。隔离授粉区和凹唇壁蜂授粉区樱桃坐果效果如图1所示，凹唇壁蜂授粉区的樱桃坐果数量大，且果实饱满，果形正，个头大，而隔离授粉区的樱桃坐果率极低。统计结果发现，不同处理区组的花序总量（F=0.004，df=1，P=0.951）、花朵总量（F<0.001，df=1，P=1.000）没有显著差异，而花序坐果率（F=287.402，df=1，P<0.001）、花朵坐果率（F=388.106，df=1，P<0.001）均有显著差异（表1）。其中，凹唇壁蜂授粉区的花序坐果率和花朵坐果率分别比隔离区增加了3.06倍和6.87倍。

2.2凹唇壁蜂对樱桃授粉效果评价

以坐果花朵数作为产量，根据公式计算得出樱桃对凹唇壁蜂的依赖度Di=87.43%。根据2016年山东省樱桃生产情况和樱桃对凹唇壁蜂的依赖程度，不考虑其他授粉昆虫的作用，计算得出凹唇壁蜂对樱桃的功能量。在已得出的凹唇壁蜂对樱桃授粉功能量的基础上，结合樱桃价格，计算出凹唇壁蜂对樱桃的经济服务价值。结果显示，凹唇壁蜂对樱桃的授粉功能量超过30万吨，所带来的授粉经济服务价值超过180亿元（表2）。

3讨论与结论

樱桃大多具有自花不实性，即使少部分品种具有一定的自花结实能力，结实率也较低，无法满足生产要求[11]。从樱桃授粉生物学习性来说，开花后1～4天，授粉能力最强，5～7天较低，7天后极低，未授粉或授粉不良会造成落花，甜樱桃的落花落果现象日益突出，成为影响产量、效益不容忽视的因素[12]，因此，果农应把握好授粉关键时期。成功授粉是樱桃坐果的关键，直接影响樱桃的产量和经济效益[13]。自然授粉常受天气影响，人工授粉成本高、效率低，蜜蜂授粉温度要求高[14]，在大棚樱桃生产中，应用蜜蜂往往有撞棚现象。此外蜂群衰竭失调症（CCD）导致了蜜蜂种群数量下降，蜜蜂的价格上升造成授粉成本增加，故替代蜂种的引入可以减少生产中对蜜蜂的需求从而降低生产成本，提高经济效益[15]。壁蜂耐低温、早春访花频率高，速度快，是一种投资少、效益高、易管理的传粉昆虫，雌性壁蜂每年的可收回量大于释放的亲代壁蜂数量[4，16]。

本试验结果显示，凹唇壁蜂授粉区樱桃的花序坐果率、花朵坐果率分别比隔离授粉区提高了3.06倍和6.87倍，凹唇壁蜂表现出授粉优势。周浩等[1]在2017年利用地熊蜂和意大利蜜蜂对设施樱桃进行授粉，其中，地熊蜂授粉坐果率接近60%，意大利蜜蜂授粉坐果率接近55%。应用凹唇壁蜂授粉樱桃的坐果率效果均高于意大利蜜蜂和地熊蜂，除凹唇壁蜂本身所特有的在授粉形态上的优势外，还可能与凹唇壁蜂的授粉习性有关。樱桃对凹唇壁蜂授粉的依赖性达到87.43%，凹唇壁蜂的授粉功能量为31.47万吨，所带来的授粉服务价值为188.82亿元。反映了樱桃对凹唇壁蜂的需求量很高，凹唇壁蜂带来的经济效应或经济价值值得投入相应的人力、物力和财力维持或增强凹唇壁蜂的授粉功能。

利用壁蜂授粉可以大大减少人工成本，对保证食品安全具有重大意义。总之，应用凹唇壁蜂授粉符合现代社会对绿色、安全、有机产品的需求。应当重视凹唇壁蜂的经济价值，推广樱桃壁蜂授粉技术，充分发挥凹唇壁蜂的授粉功能。

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